DE3336497A1 - FUEL INJECTION NOZZLE - Google Patents
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Description
Anmelder: LUCAS INDUSTRIES p.l.c, Great King Street, Birmingham Bl9 2XF, EnglandApplicant: LUCAS INDUSTRIES p.l.c, Great King Street, Birmingham Bl9 2XF, England
Bezeichnung: Brennstoff-EinspritzdüseDesignation: fuel injection nozzle
Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoff-Einspritzdüse für das Einspeisen von Brennstoff in eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, die Düse ist dabei als sogenannter nach außen öffnender Typ ausgeführt und hat eine Ventilanordnung, die in einer Kammer untergebracht ist, der im Betrieb Brennstoff unter Druck zugeführt wird; die Ventilanordnung weist auf einen Ventilkörper, der eine Bohrung begrenzt, einen Sitz, der an oder in Nähe von einem Ende der Bohrung ausgebildet ist, wobei der Bereich der Bohrung strömungsabwärts vom Sitz eine Auslaßöffnung begrenzt, ein Ventilteil, das in der Bohrung verschiebbar angeordnet ist, das einen Kopf hat, der sich in der Auslaßöffnung befindet und der in Anpassung an den Sitz geformt ist und schließlich elastische Mittel, die zwischen dem Ventilteil und dem Ventilkörper wirken, diese elastischen Mittel spannen den Kopf des Ventilteils in Anlage an den Sitz vor, beim praktischen Einsatz wird durch unter Druck stehenden Brennstoff in der Kammer der Kopf von seinem Sitz abgehoben, so daß Brennstoff durch die Auslaßöffnung fließen kann.The invention relates to a fuel injection nozzle for feeding fuel into an internal combustion engine with internal combustion, the nozzle is designed as a so-called outward-opening type and has a valve arrangement, which is housed in a chamber to which fuel under pressure is supplied during operation; the valve assembly comprises a valve body defining a bore, a seat at or near one end of the bore is formed, wherein the region of the bore delimits an outlet opening downstream from the seat, a valve part, which is slidably disposed in the bore, which has a head which is located in the outlet opening and which in Adaptation to the seat is shaped and finally elastic means that act between the valve part and the valve body, these elastic means bias the head of the valve member into contact with the seat, in practical use the head is lifted from its seat by pressurized fuel in the chamber, allowing fuel through the outlet opening can flow.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennstoff-Einspritzdüse dieser genannten Art in einer einfachen und günstigen Weise auszubilden.The invention is based on the object of a fuel injection nozzle to train this type mentioned in a simple and inexpensive manner.
Diese Aufgabe wird durch eine Brennstoff-Einspritzdüse für das Einspeisen von Brennstoff in eine Brennkraftmaschine mitThis task is done by a fuel injector for feeding fuel into an internal combustion engine
innerer Verbrennung gelöst, die als sogenannter nach außen öffnender Typ ausgeführt ist und eine Ventilanordnung, die in einer Kammer untergebracht ist, sowie einen Brennstoffeinlaß hat, dabei weist die Ventilanordnung folgendes auf: einen Ventilkörper, der eine Bohrung begrenzt; einen Sitz, der in Nähe von einem Ende der Bohrung strömungsabwärts vom Sitz eine Auslaßöffnung begrenzt; ein Ventilteil, das in der Bohrung verschiebbar angeordnet ist, das einen Kopf hat, der sich in der Auslaßöffnung befindet und in Anpassung an den Sitz geformt ist; ein Rückhalteteil, das am Stamm des Ventilteils .entfernt vom Sitz angebracht ist; eine Hülse, die den Bereich des Stamms, der von der Bohrung wegsteht, umgreift und sich in Anlage an dem Rückhalteteil befindet; einen Flansch an der Hülse; eine erste Schraubendruckfeder, die zwischen dem Flansch und einer Fläche des Ventilkörpers wirkt und den Kopf des Ventilteils in Anlage an den Sitz vorbelastet; ein Paar ringartige Federanschläge, die die Hülse zwischen dem Rückhalteteil und dem Flansch umgreifen; eine zweite Schraubendruckfeder, die zwischen diesen Federanchlägen angeordnet ist; ein eine Stufe bildendes Anschlagmittel in der Kammer, das die Bewegung des einen Federanschlags, der dem Kopf näher ist, begrenzt, wobei der andere Federanschlag ausgangsmäßig an einer weiteren Stufe der Kammer anliegt, aber bei einer Bewegung des Ventilteils am Rückhalteteil anschlägt, dabei liegt der eine Federanschlag ausgangsmäßig an einer Stufe an, die an der Hülse ausgebildet ist; der axiale Abstand in geschlossener Position des Ventilteils, zwischen dem eine Stufe bildenden Anschlagmittel in der Kammer und dem einen Federanschlag ist kleiner als der axiale Abstand zwischen dem anderen Federanschlag und dem Rückhalteteil, wobei ausgangsmäßig die zweite Schraubendruckfeder der Wirkung der ersten Schraubendruckfeder entgegensteht, bis der' eine Federanschlag an das eineinternal combustion solved, which is designed as a so-called outward-opening type and a valve arrangement that is housed in a chamber, and has a fuel inlet, the valve arrangement has the following: a valve body defining a bore; a seat located downstream from one end of the bore Seat delimits an outlet opening; a valve part which is slidably disposed in the bore and which has a head, which is located in the outlet opening and is shaped to conform to the seat; a retaining member attached to the stem of the Valve part .entfernt is attached from the seat; a sleeve that covers the area of the stem that protrudes from the bore, encompasses and is in contact with the retaining member; a flange on the sleeve; a first helical compression spring, which acts between the flange and a surface of the valve body and the head of the valve part in contact with the seat preloaded; a pair of ring-like spring stops engaging around the sleeve between the retaining member and the flange; a second helical compression spring that strikes between these spring ramps is arranged; a step-forming stop means in the chamber that controls the movement of one spring stop, which is closer to the head, limited, with the other spring stop starting at a further step of the chamber is applied, but strikes the retaining part when the valve part moves, with the one spring stop at the start at a step formed on the sleeve; the axial distance in the closed position of the valve part, between the stop means forming a step in the chamber and the one spring stop is smaller than the axial distance between the other spring stop and the retaining part, with the second helical compression spring as a starting point the action of the first helical compression spring opposes until the 'one spring stop on the one
Stufe bildende Anschlagmittel anschlägt, wonach lediglich die erste Schraubendruckfeder auf das Ventilteil wirkt, bis der andere Federanschlag an das Rückhalteteil anschlägtίStep-forming stop means strikes, after which only the first helical compression spring acts on the valve part until the other spring stop strikes the retaining partί
Eine Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung dreier Ausführungsbeispiele, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. In dieser zeigen:A further development of the invention results from the subclaim. Further advantages and features of the invention emerge from the following description of three exemplary embodiments, which are explained in more detail with reference to the drawing will. In this show:
Fig. 1 eine schnittbildliche Darstellung einer Brennstoff-Einspritzdüse, 1 shows a sectional representation of a fuel injection nozzle,
Fig. 2 eine schnittbildliche Darstellung einer weiteren Brennstoff-Einspritzdüse undFIG. 2 shows a sectional representation of a further fuel injection nozzle and FIG
Fig. 3 eine schnittbildliche Darstellung einer dritten Brennstoff-Einspritzdüse.3 shows a sectional representation of a third fuel injection nozzle.
In der Zeichnung sind/ soweit dies möglich ist, identische Bezugsziffern für gleiche Teile verwendet worden.In the drawing / as far as possible, they are identical Reference numerals have been used for the same parts.
Wie Figur 1 zeigt, hat die Brennstoff-Einspritzdüse eine Ventilanordnung, die allgemein mit 10 bezeichnet ist und in einer Kammer 11 untergebracht ist. Diese Kammer 11 ist im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 durch ein hohles Gehäuseteil 12 begrenzt, das eine Hülse 13 aufweist, gegen die ein Rohrteil 14 positioniert ist, das in Anlage an einen Flansch 15 eines Ventilkörpers 16, der Teil der Ventilanordnung 10 ist, gehalten wird. Der Ventilkörper 16, das Rohrteil 14 und die Hülse 13 werden mittels einer Hutmutter 17, die an dem Flansch 15 angreift und mit dem Gehäuseteil 12 verschraubt ist, im zusammengebauten Zustand gehalten.As Figure 1 shows, the fuel injection nozzle has a valve arrangement, which is generally designated 10 and is housed in a chamber 11. This chamber 11 is in the exemplary embodiment limited according to Figure 1 by a hollow housing part 12 which has a sleeve 13 against which a tubular part 14 is positioned in abutment with a flange 15 of a valve body 16 which is part of the valve assembly 10, is held. The valve body 16, the pipe part 14 and the sleeve 13 are by means of a cap nut 17, which is attached to the Flange 15 engages and is screwed to the housing part 12, held in the assembled state.
Die Kammer 11 steht in Verbindung mit einem Einlaßkanal 18, der beim praktischen Einsatz an den Ausgang einer Hochdruck-Brennstoff pumpe angeschlossen ist. Beim Einsatz befindet sich vom Ventilkörper 16 zumindest die Endfläche innerhalb des Brennraumes der zugehörigen Brennkraftmaschine.The chamber 11 is in communication with an inlet channel 18 which, in practical use, is connected to the outlet of a high-pressure fuel pump is connected. In use, at least the end face of the valve body 16 is within of the combustion chamber of the associated internal combustion engine.
Im Ventilkörper 16 ist eine Bohrung 19 ausgebildet, in Nähe ihres Endes, das vom Flansch 15 entfernt ist, ist ein Sitz 20 ausgeformt. Der unterhalb und strömungsabwärts des Sitzes 20 befindliche Teil der Bohrung 19 hat einen etwas größeren Durchmesser und begrenzt die Auslaßöffnung 21. Verschiebbar innerhalb der Bohrung 19 ist ein Ventilteil angeordnet, das einen Kopf 23 hat, der so ausgeformt ist, das er mit dem Sitz 20 zusammenwirkt. Das Ventilteil 22 ist mit einem geriffelten Bereich 24 versehen, der mit der Wand der Bohrung 19 zusammenwirkt, aber ermöglicht, daß Brennstoff an ihm vorbei aus einem Ringraum herausfließen kann, der durch die Wand der Bohrung 19 und einen reduzierten Bereich des Ventilteils begrenzt wird. Dieser Ringraum kommuniziert mit der Kammer 11 auf Grund von Öffnungen 25.A bore 19 is formed in the valve body 16, near its end remote from the flange 15 is a seat 20 molded. The part of the bore 19 located below and downstream of the seat 20 has a slightly larger one Diameter and delimits the outlet opening 21. Slidably within the bore 19 is arranged a valve part which has a head 23 which is shaped so that it cooperates with the seat 20. The valve part 22 is fluted with a Area 24 is provided which cooperates with the wall of the bore 19 but allows fuel to bypass it can flow out of an annular space through the wall of the bore 19 and a reduced area of the valve part is limited. This annular space communicates with the chamber 11 on the basis of openings 25.
Das Ventilteil 22 steht aus der Bohrung 19 vor und bildet an seinem, vom Kopf 23 entfernten Ende einen verdickten Bereich 26, mit dem es im Eingriff ist mit einem Rückhalteteil 27. Dieses befindet sich in Anlage mit dem Ende einer Hülse 28, die sich hin zum Ventilkörper 16 erstreckt, aber die in geschlossener Position des Ventilteils, wie dies in den Figuren dargestellt ist, vom Ventilkörper 16 durch einen Luftspalt getrennt ist. Dieser Luftspalt ist in der Figur 1 mit H- bezeichnet. Die Hülse 28 hat einen Flansch 29, an dem ein Ende einer Schraubendruckfeder 30 anliegt. Ihr anderes Ende stützt sich am Ventilkörper 16 ab. Die Schraubendruckfeder 30 dient dazu, das Ventilteil 22 gegen den Sitz 20 zu drücken.The valve part 22 protrudes from the bore 19 and forms a thickened area at its end remote from the head 23 26, with which it is in engagement with a retaining part 27. This is in contact with the end of a sleeve 28, which extends towards the valve body 16, but in the closed position of the valve part, as shown in the figures is shown, is separated from the valve body 16 by an air gap. This air gap is shown in FIG H- designated. The sleeve 28 has a flange 29 on which one end of a helical compression spring 30 rests. Your other The end is supported on the valve body 16. The helical compression spring 30 serves to move the valve part 22 against the seat 20 to press.
Im Betrieb, wenn Brennstoff unter Druck in die Kammer 11 eingespeist wird, wird das Ventilteil 22 durch den Druck des Brennstoffs in der Kammer 11 bewegt und der Kopf 23 vom Sitz 22 abgehoben. Diese Bewegung erfolgt gegen die Wirkung der Schraubendruckfeder 30. Wenn der Kopf 23 vom Sitz 20 abgehoben ist, kann Brennstoff aus der Kammer 11 durch die Auslaßöffnung 21 fließen.In operation, when fuel is fed into chamber 11 under pressure the valve part 22 is moved by the pressure of the fuel in the chamber 11 and the head 23 is moved from the seat 22 lifted off. This movement takes place against the action of the helical compression spring 30. When the head 23 is lifted off the seat 20 is, fuel can flow from the chamber 11 through the outlet port 21.
Die bislang beschriebene Brennstoff-Einspritzdüse gehört zum Stand der Technik. Um nun Zwischenöffnungen zu ermöglichen, ist eine zusätzliche Feder 31 in die Konstruktion eingebaut, wie im folgenden erläutert wird. Die Feder 31 ist eine Schraubendruckfeder und ist zwischen ersten und zweiten Federanschlägen 32, 33 angeordnet. Diese haben eine Ringform und umgreifen die Hülse 28. In der geschlossenen Position des Ventilteils 22, wie dargestellt, liegt der FederanschlagThe fuel injector described so far is part of the State of the art. In order to enable intermediate openings, an additional spring 31 is built into the construction, as explained below. The spring 31 is a helical compression spring and is between first and second spring stops 32, 33 arranged. These have an annular shape and encompass the sleeve 28. In the closed position of the valve part 22, as shown, is the spring stop
32 an einer Stufe 32A, die am Gehäuseteil 12 ausgebildet ist, während der Federanschlag 33 gegen eine Stoppfläche oder Stufe 34 positioniert ist, die Teil der Hülse 28 ist. Das Ventil-Rückhalteteil 27 ist von dem Federanschlag 32 durch einen Abstand getrennt, der in der Zeichnung als H_ bezeichnet ist. Weiterhin befindet sich der Federanschlag 33 in einem Abstand vom benachbarten Ende des Rohrteils 14, der in der Zeichnung als H, eingezeichnet ist.32 on a step 32A, which is formed on the housing part 12, while the spring stop 33 against a stop surface or step 34, which is part of the sleeve 28. The valve retaining member 27 is from the spring stop 32 by a Distance separated, which is designated in the drawing as H_. Furthermore, the spring stop 33 is at a distance from the adjacent end of the pipe part 14, which is shown as H in the drawing.
Die Feder 30 muß eine größere Kraft aufweisen als die Feder 31. Im Betrieb, wenn Brennstoff unter Druck in die Kammer eingespeist wird, erfolgt die anfängliche Bewegung des Ventilteils 22 unter der Wirkung des Brennstoffdrucks gegen die Wirkung der Feder 30, wird aber durch die Wirkung der Feder 31 unterstützt, bis der Spalt H, zwischen dem FederanschlagThe spring 30 must have a greater force than the spring 31. In operation, when fuel is under pressure in the chamber is fed, the initial movement of the valve member 22 takes place under the action of the fuel pressure against the Action of the spring 30, but is supported by the action of the spring 31 until the gap H, between the spring stop
33 und dem Rohrteil 14 aufgebraucht ist. Der Freiraum H? zwischen dem Federanschlag 32 und dem Rückhalteteil 27 ist33 and the pipe part 14 is used up. The free space H ? between the spring stop 32 and the retaining part 27 is
größer als der Freiraum H,, so daß, wenn der Druck in der Kanuner weiter ansteigt, das Ventilteil 22 sich von seinem Sitz 20 gegen die Wirkung von nur der Feder 30 wegbewegt. Diese Bewegung setzt sich fort, bis der Freiraum H„ aufgebraucht ist. In diesem Zustand kommen beide Federn 30, 31 zur Wirkung, sie setzen sich der Bewegung des Ventilteils entgegen. Die Bewegung des Ventilteils 22 weg von seinem Sitz 20 kommt zu einem Halt, wenn der Freiraum H^ zwischen dem Ventilkörper 16 und der Hülse 28 aufgezehrt ist. Die Düse hat daher drei Bewegungszustände, die Feder 31 unterstützt anfänglich die Bewegung des Ventüteils 22 und setzt sich im Endzustand der Bewegung dieses Ventilteils 22 entgegen. Es gibt einen Zwischenzustand, in dem die Federn 30, 31 keine Rolle beim Kontrollieren der Bewegung des Ventilteils 22 spielen.greater than the free space H ,, so that, when the pressure in the Kanuner continues to rise, the valve part 22 moves away from his Seat 20 moved away against the action of spring 30 only. This movement continues until the free space H "is used up is. In this state, both springs 30, 31 come into effect, they set themselves the movement of the valve part opposite. The movement of the valve member 22 away from its seat 20 comes to a stop when the clearance H ^ between the valve body 16 and the sleeve 28 is consumed. The nozzle therefore has three states of motion which spring 31 supports initially the movement of the valve part 22 and opposes the movement of this valve part 22 in the final state. There is an intermediate condition in which the springs 30,31 have no role in controlling the movement of the valve member 22 play.
Die Konstruktion der Düse kann einfach modifiziert werden, um unterschiedlichen Betriebscharakteristiken entsprechen zu können. In der Anordnung gemäß Figur 2 kommt der Federanschlag 32 in der Schließposition des Ventilteils 22 in Anlage an die Stufe 32A und der Federanschlag 33 liegt am Ende des Rohrteils 14 an. Die Feder 31 befindet sich dadurch in einem vorgespannten Zustand. Hierdurch erfolgt beim Betrieb die anfängliche Bewegung des Ventilteils 22 gegen die Wirkung der Feder 30 nur so lange, bis der Freiraum H, zwischen dem Rückhalteteil 27 und dem Federanschlag 32 aufgezehrt ist. Danach setzt sich die Feder 31 der Bewegung des Ventilteils zusammen mit der Feder 30 entgegen, die gesamte Bewegung des Ventilteils 22 wird durch den Abstand H2 dargestellt. The design of the nozzle can easily be modified to accommodate different operating characteristics. In the arrangement according to FIG. 2, the spring stop 32 comes into contact with the step 32A in the closed position of the valve part 22 and the spring stop 33 rests on the end of the tube part 14. The spring 31 is thereby in a pretensioned state. As a result, during operation, the initial movement of the valve part 22 against the action of the spring 30 takes place only until the free space H between the retaining part 27 and the spring stop 32 is consumed. Thereafter, the spring 31 opposes the movement of the valve part together with the spring 30; the entire movement of the valve part 22 is represented by the distance H 2 .
In der Konstruktion gemäß Figur 3 befindet sich der Federanschlag 32 in Anlage an das Rückhalteteil 27 und ist der Fe-In the construction according to Figure 3, the spring stop 32 is in contact with the retaining part 27 and is the spring
anschlag 33 in Anlage an die Stufe 34 an der Hülse 28. Die Feder 31 ist schwächer als die Feder 30 und die Feder 30 allein spannt das Ventilteil 22 in die geschlossene Position vor. Wenn der Brennstoffdruck in der Kammer 11 ansteigt, bewegt sich das Ventilteil 22 gegen die Wirkung der Feder 30, bis der Federanschlag 33 am Ende des Rohrteils 14 anschlägt, danach bewegt sich das Ventilteil 22 gegen die Wirkungen beider Federn 30, 31.stop 33 in contact with the step 34 on the sleeve 28. The spring 31 is weaker than the spring 30 and the spring 30 alone biases the valve member 22 in the closed position. When the fuel pressure in the chamber 11 increases, moves the valve part 22 against the action of the spring 30, until the spring stop 33 strikes the end of the tubular part 14, after which the valve part 22 moves against the effects both springs 30, 31.
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Claims (2)
eine erste Schraubendruckfeder (30), die zwi-a retaining member (27) attached to the stem of the valve member (22) remote from the seat (20); a sleeve (28) which engages around the region of the trunk which projects away from the bore (19) and which is in contact with the retaining part (27); a flange (29) on the sleeve (28);
a first helical compression spring (30) between
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